Temel etkileşimler. Beşinci Temel Etkileşim: Gerçek mi, Kurgu mu?

Çeşitli maddeler oldukça fazla sayıda temel parçacık içerdiğinden, temel fiziksel etkileşimler dört türle temsil edilir: güçlü, elektromanyetik, zayıf ve yerçekimsel. İkincisi en kapsamlı olarak kabul edilir.

İstisnasız tüm makro cisimler ve mikro parçacıklar yerçekimine tabidir. Kesinlikle tüm temel parçacıklar yerçekimi etkisine tabidir. Kendini evrensel yerçekimi biçiminde gösterir. Bu temel etkileşim Evrende meydana gelen en küresel süreçleri kontrol eder. Yerçekimi yapısal stabilite sağlar güneş sistemi.

Modern kavramlara göre temel etkileşimler parçacıkların değişimi nedeniyle ortaya çıkar. Yerçekimi, gravitonların değişimi yoluyla oluşur.

Temel etkileşimler (yerçekimi ve elektromanyetik) doğası gereği uzun menzillidir. Karşılık gelen kuvvetler kendilerini önemli mesafelerde gösterebilirler. Bu temel etkileşimlerin kendine has özellikleri vardır.

Aynı tipteki (elektrikli) yüklerle tanımlanır. Bu durumda, suçlamalar hem olumlu hem de olumsuz bir işarete sahip olabilir. Elektromanyetik kuvvetler, (yerçekiminden) farklı olarak itici ve çekici kuvvetler olarak hareket edebilir. Bu etkileşim çeşitli maddelerin, malzemelerin ve canlı dokuların kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirler. Elektromanyetik kuvvetler hem elektronik hem de elektrikli ekipmanı çalıştırarak yüklü parçacıkları birbirine bağlar.

Temel etkileşimler, küçük bir astronom ve fizikçi çevresinin ötesinde bilinmektedir. değişen dereceler.

Daha az bilinmesine rağmen (diğer türlerle karşılaştırıldığında), zayıf kuvvetler Evrenin yaşamında önemli bir rol oynar. Yani zayıf etkileşim olmasaydı yıldızlar ve Güneş sönerdi. Bu kuvvetler kısa menzillidir. Yarıçapı nükleer kuvvetlerinkinden yaklaşık bin kat daha küçüktür.

Nükleer kuvvetler en güçlüsü olarak kabul edilir. Güçlü etkileşim yalnızca hadronlar arasındaki bağları belirler. Nükleonlar arasında etkili olan nükleer kuvvetler bunun tezahürüdür. Elektromanyetikten yaklaşık yüz kat daha güçlü. Yerçekiminden (aslında elektromanyetikten) farklı olarak, 10-15 m'den daha uzak bir mesafede kısa menzillidir. Ayrıca karmaşık kombinasyonlar oluşturan üç yük kullanılarak da tanımlanabilir.

Menzil, temel etkileşimin en önemli özelliği olarak kabul edilir. Etki yarıçapı parçacıklar arasında oluşan maksimum mesafedir. Bunun dışında etkileşim ihmal edilebilir. Küçük bir yarıçap, kuvveti kısa menzilli, büyük bir yarıçap ise uzun menzilli olarak nitelendirir.

Yukarıda belirtildiği gibi, zayıf ve güçlü etkileşimler kısa menzilli olarak kabul edilir. Parçacıklar arasındaki mesafe arttıkça yoğunlukları oldukça hızlı bir şekilde azalır. Bu etkileşimler, duyularla algılanamayacak kadar küçük mesafelerde kendini gösterir. Bu bakımdan bu kuvvetler diğerlerinden çok daha sonra (sadece yirminci yüzyılda) keşfedildi. Bu durumda oldukça karmaşık deney düzenekleri kullanıldı. Yerçekimi ve elektromanyetik türleri temel etkileşimler uzun menzilli olarak kabul edilir. Parçacıklar arasındaki mesafe arttıkça yavaş bir azalma ile karakterize edilirler ve sınırlı bir etki aralığına sahip değildirler.

Bugün size temel kuvvetlerden veya etkileşimlerden bahsetmek istiyorum. Bunların ne olduğunu, kaç tane olduğunu ve neden ihtiyaç duyulduğunu öğreneceksiniz.

Hadi gidelim!

Temel kuvvetler nelerdir?

Evrenimizde birçok fiziksel kuvvet ve etkileşim vardır. Örneğin sürtünme kuvveti, nükleer reaksiyonlar ve kimyasal bağlar. Ancak belirli dört etkileşim dışında hepsi ikincildir. Bunlara “temel” denir. Temel parçacıkların etkileşim türleridir ve doğadaki diğer tüm kuvvetleri belirlerler.

Evrenin başlangıcında tek bir temel etkileşim vardı. Ancak bu uzun sürmedi. Zaten sonraki ilk saniyenin sonunda, tek temel kuvvet dört ayrı etkileşime bölünmüştü: güçlü, zayıf, elektromanyetik ve yerçekimi. Hepsine bakalım.

Güçlü etkileşim.

Hiç atomların neden en çok olduğunu merak ettiniz mi? kimyasal elementler stabil? Görünüşe göre burada karmaşık bir şey yok. Ancak geçen yüzyılın 30'lu yıllarında bu soruya cevap arayışı bilim adamlarını terletti.

Muhtemelen okulunuzdaki fizik ve kimya derslerinden bir atomun iki parçadan oluştuğunu biliyorsunuzdur: çekirdek ve onun etrafında dönen elektronlar. Çekirdek ise “nükleonlardan” - protonlar ve nötronlardan oluşur.

Atom elektriksel olarak nötrdür. Ancak çekirdeğinde yalnızca pozitif ve nötr yüklü parçacıklar vardır - protonlar ve nötronlar. Yalnızca zıt yüklü cisimlerin birbirini çekebileceği, yani "artı"nın "eksi"ye çekildiği iyi bilinmektedir. Bu nedenle proton ve nötronların birbirini itmesi gerekir. Ancak gerçekte çekirdeğin atomları hâlâ mevcuttur ve bir önemi yoktur. Sebebi nedir?

"Belki de her şey yer çekimiyle ilgilidir?" - o zaman fizikçiler düşündü. Öyle olmadığı ortaya çıktı. En zayıf etkileşim olan yer çekimi etkileşimi, elektromanyetik kuvvetlere dayanamaz.

Bu, bazılarının yeterli olduğu anlamına gelir güçlü kuvvet nükleonları çekirdeğin kararlı atomlarına bağlar. Buna “güçlü etkileşim” denir. Daha sonra kuarkları (temel parçacık gruplarından birinin temsilcileri) "hadronlar" adı verilen kompozit parçacıklara (örneğin aynı protonlar ve nötronlar) bağladığı ortaya çıktı.

Güçlü etkileşim kuarkları, hadronları ve gluonları içerir. Gluonların kütlesi yoktur ve güçlü kuvvetin taşıyıcılarıdır. Kuarklar bunları değiştirir ve böylece bu temel kuvveti gerçekleştirirler.

Güçlü nükleer kuvvet doğadaki en güçlü kuvvettir. Elektromanyetikten bin kat, “zayıf nükleerden” 100.000 kat daha güçlüdür ve gücü yerçekimini 10 39 (10 üzeri 39) kat kadar aşmaktadır.

Güçlü etkileşim acımasızdır; bu nedenle bilim adamları kuarkları serbest durumda gözlemleyemezler. Bu zavallı parçacıklar sonsuza kadar hadronlarda sıkışıp kalır. Kuarkların birbirlerinden ne kadar uzaksa çekimlerinin de o kadar güçlü olduğu ortaya çıktı. Dolayısıyla bu parçacıkların uzayda tek başına dolaştıkları hiçbir zaman gözlenmez ve yalnızca hadronlarda bulunur.

Elektromanyetizma.

Elektrik yükü taşıyan tüm cisimler ve parçacıklar elektromanyetik etkileşime katılır. Bununla birlikte, istisnalar da vardır - yüklü olanlardan oluşan nötr parçacıklar katılabilir. Çarpıcı bir örnek bir nötrondur. Nötr bir yükü vardır ancak yüklü kuarklardan oluşur.

Yüklü parçacıklar arasında elektromanyetik etkileşim meydana gelir. elektromanyetik alan. Onun kuantumu (temel parçacık) fotondur, aynı zamanda tüm evrenin trolüdür.

Elektromanyetizma, yüklü parçacıkların birbirleriyle etkileşime girerek foton alışverişinde bulunması gerçeğinde yatmaktadır.

Elektromanyetik kuvvetler, hem çekim (pozitif yüklü bir cisim negatif yüklü olana çekilir) hem de itme kuvvetleri şeklinde ortaya çıkar.

Bu etkileşim, etkileşimi nedeniyle doğada çok önemli bir rol oynar. Moleküllerin yapısını (kimyasal bağlar) belirler ve elektron kabukları atomlarda. Bu nedenle pek çok şey elektromanyetizma ile ilgilidir.

Newton'un "klasik mekaniğinin" dikkate aldığı olağan fiziksel kuvvetlerin çoğu sürtünme kuvveti, esneklik, yüzey gerilimi vb.'dir. - elektromanyetik bir yapıya sahiptir.

Elektromanyetik kuvvetler aynı zamanda çoğu şeyi belirler. fiziksel özellikler makrokozmosun bedenleri ve bunların bir toplanma durumundan diğerine geçiş sırasındaki değişiklikleri. Bu etkileşim elektriksel, manyetik, optik ve kimyasal olayların temelini oluşturur.

Zayıf nükleer kuvvetler.

Zayıf etkileşim atom çekirdeğinden çok daha küçük mesafelerde meydana gelir. Yukarıda açıklanan iki temel kuvvetten daha zayıftır ancak yerçekiminden daha güçlüdür.

Zayıf nükleer kuvvetler iki grup temel parçacığı (leptonlar ve kuarklar) ve hadronları içerir. Zayıf etkileşim sürecinde parçacıklar, kütlesiz gluonlar ve fotonların aksine oldukça büyük olan “taşıyıcıları” - W- ve Z-bozonlarını değiştirirler.

Zayıf nükleer kuvvetler doğada önemli bir rol oynar. Termal sızıntı nükleer reaksiyonlar yıldızlarda tam olarak bu etkileşimden kaynaklanmaktadır. Yani zayıf nükleer kuvvetler sayesinde Güneş ve diğer gaz kütleleri yanar.

Ama hepsi bu değil. Zayıf etkileşim beta bozunmasından sorumludur atom çekirdeği. Bu süreçüç radyoaktivite türünden biridir. Çekirdek tarafından “beta parçacıklarının” emisyonundan oluşur: elektronlar veya pozitronlar.

Zayıf etkileşim sayesinde sözde "zayıf çürüme". Bu, büyük parçacıkların daha hafif olanlara bölündüğü zamandır. Önemli bir özel durum, bir nötronun bozunmasıdır; bir protona, elektrona ve antinötrinoya dönüşebilir.

Yer çekimi.

Evrensel temel etkileşim. Temel parçacıklardan devasa galaksilere kadar tüm maddi cisimler buna tabidir. Bu temel kuvvet en zayıf olanıdır ve maddi cisimlerin birbirlerine olan arzusuyla, yani çekimle ifade edilir.

Yerçekimi uzun menzilli bir kuvvettir ve Evrendeki en küresel süreçleri kontrol eder. Bu sayede yıldızlar ve kümeleri galaksiler halinde gruplandırıldı. Bu sayede bulutsularda gaz yıldızları oluşuyor, uzaydaki soğuk taş parçaları gezegenler halinde gruplanıyor ve sizin tarafınızdan fırlatılan bir top mutlaka yere düşecek.

Yerçekimi onlarca yıldır fizikçileri kandırıyor. Bu, iki ana fiziksel teori arasındaki uzun vadeli bir çatışmanın konusudur: kuantum mekaniği ve görelilik. Ama neden?

Gerçek şu ki, genel görelilik teorisi ve kuantum fiziği farklı prensipler üzerine kuruludur ve bu temel kuvveti farklı şekillerde tanımlamaktadır.

Einstein, yerçekimini, maddi cisimlerin kütlelerinden dolayı uzay-zamanın kendisinin eğriliği olarak açıkladı. Ve kuantum fiziği onu "kuantize eder"; kendi taşıyıcı parçacıklarına sahip bir etkileşim olarak tanımlar. Bunlara "graviton" denir.

Kuantum mekaniğinde uzay-zaman bir “dinamik değişken” ile temsil edilmez; içinde bulunan bedenlere ve sistemlere bağlı değildir. Bu da görelilik teorisine aykırıdır.

Ama en şaşırtıcı olan şey buna rağmen temel farklılıklar Bu iki teorinin tümü deneysel olarak kanıtlanmıştır. Kuantum mekaniği mikro dünyayı mükemmel bir şekilde tanımlar ve görelilik teorisi, Evreni makroskobik ölçekte tanımlar.

Şimdi göreliliği birleştirme girişimleri var. kuantum fiziği ve yerçekimini kusursuz bir şekilde tanımlayın. Sonra bir “her şeyin teorisi” inşa edilecek ve bu başlığın asıl adayı, 11 boyutuyla ağzına kadar birbirine dolanmış “sicim teorisi” olacak.

İşte bu kadar!

Temel etkileşimler nelerdir?

Bilinen dört tür etkileşim temel parçacıklar arasında: güçlü , elektromanyetik , zayıf Ve yerçekimi (bunlar azalan yoğunluk sırasına göre listelenmiştir). Etkileşimin yoğunluğu genellikle sözde etkileşim sabiti α, boyutsuz bir parametredir, süreçlerin olasılığının belirlenmesi, bu tür etkileşimlerden kaynaklanan. Elektromanyetik etkileşim sabiti için:

Nerede e– λ mesafesinde bulunan iki elektronun etkileşim enerjisi. Buradan,

.

O zaman karakteristik ilişki şu şekle sahiptir:

.

Elektromanyetik etkileşimlerin sabiti boyutsuz bir niceliktir:

.

Diğer etkileşim türlerinin sabitleri, elektromanyetik etkileşim sabitinin değerine göre belirlenir.

Sabitlerin oranı karşılık gelen etkileşimlerin göreceli yoğunluğunu verir.

Güçlü etkileşim. Bu tür etkileşim, çekirdekteki nükleonların bağlantısını sağlar. Güçlü etkileşim sabiti 1-10 arasındadır. En uzun mesafe Güçlü etkileşimin ortaya çıktığı (eylem aralığı) yaklaşık m'dir.

Elektromanyetik etkileşim. Etkileşim sabiti (ince yapı sabiti)'dir. Aralık sınırlı değildir ().

Zayıf etkileşim. Bu etkileşim her türlü nükleer beta bozunmasından (dahil) sorumludur. e- temel parçacıkların bozunması ve ayrıca nötronun madde ile etkileşiminin tüm süreçleri için yakalar). Etkileşim sabiti 10 –10 – mertebesinde bir değere eşittir. Zayıf etkileşim, güçlü olan gibi kısa menzillidir.

Yerçekimi etkileşimi. Etkileşim sabiti sıra değerine sahiptir. Aralık sınırlı değildir (). Yerçekimi etkileşimi evrenseldir; istisnasız tüm temel parçacıklar buna tabidir. Ancak mikro dünya süreçlerinde yerçekimsel etkileşim önemli bir rol oynamaz. Tabloda 1 sabitin değerlerini gösterir farklı türler etkileşimin yanı sıra bu tür etkileşim nedeniyle bozunan parçacıkların ortalama ömrü (bozunma süresi).

Tablo 1

2.2. Temel Etkileşimler

Etkileşim, maddenin hareketinin ana nedenidir, bu nedenle etkileşim, doğal kökenlerine ve sistemik organizasyonlarına bakılmaksızın tüm maddi nesnelerin doğasında vardır. Çeşitli etkileşimlerin özellikleri, maddi nesnelerin varoluş koşullarını ve belirli özelliklerini belirler. Toplamda dört tür etkileşim bilinmektedir: yerçekimi, elektromanyetik, güçlü ve zayıf.

Yerçekimi etkileşim, bilim adamlarının araştırma konusu haline geldiği bilinen temel etkileşimlerden ilkidir. Kendini şu şekilde gösterir: karşılıklı çekim Kütlesi olan herhangi bir maddi nesne, yerçekimi alanı yoluyla iletilir ve I. Newton tarafından formüle edilen evrensel yerçekimi yasası ile belirlenir.

Evrensel çekim yasası, maddi cisimlerin Dünya alanına düşüşünü, güneş sistemindeki gezegenlerin, yıldızların vb. hareketini açıklar. Maddenin kütlesi arttıkça yerçekimi etkileşimleri de artar. Yerçekimi etkileşimi bilinenlerin en zayıfıdır modern bilim etkileşimler. Bununla birlikte, yerçekimi etkileşimleri tüm Evrenin yapısını belirler: her şeyin oluşumu uzay sistemleri; gezegenlerin, yıldızların ve galaksilerin varlığı. Önemli rol yerçekimi etkileşimi evrenselliği tarafından belirlenir: tüm cisimler, parçacıklar ve alanlar ona katılır.

Yerçekimi etkileşiminin taşıyıcıları, yerçekimi alanının kuantumları olan gravitonlardır.

Elektromanyetik Etkileşim de evrenseldir ve mikro, makro ve mega dünyadaki tüm bedenler arasında mevcuttur. Elektromanyetik etkileşim elektrik yüklerinden kaynaklanır ve elektrik ve manyetik alanlar kullanılarak iletilir. Elektrik alanı elektrik yüklerinin varlığında ve manyetik - elektrik yüklerinin hareketinde meydana gelir. Elektromanyetik etkileşim şu şekilde tanımlanır: Coulomb yasası, Ampere yasası vb. ve genelleştirilmiş bir biçimde - Maxwell'in elektromanyetik teorisi, elektriği birbirine bağlayan ve manyetik alan. Elektromanyetik etkileşim sayesinde atomlar, moleküller ortaya çıkar ve kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Kimyasal reaksiyonlar elektromanyetik etkileşimlerin bir tezahürünü temsil eder ve moleküllerdeki atomlar arasındaki bağların yeniden dağılımının yanı sıra farklı maddelerin moleküllerindeki atomların sayısı ve bileşiminin sonucudur. Maddenin çeşitli halleri, elastik kuvvetler, sürtünme vb. elektromanyetik etkileşim tarafından belirlenir. Elektromanyetik etkileşimin taşıyıcıları, sıfır dinlenme kütlesine sahip elektromanyetik alanın fotonlarıdır.

Atom çekirdeğinin içinde güçlü ve zayıf etkileşimler vardır. Güçlü etkileşim çekirdekteki nükleonların bağlantısını sağlar. Bu etkileşim, yükten bağımsız, kısa menzilli etki, doygunluk ve diğer özelliklere sahip nükleer kuvvetler tarafından belirlenir. Güçlü etkileşim, çekirdekte nükleonları (protonları ve nötronları) ve nükleonların içindeki kuarkları tutar ve atom çekirdeğinin stabilitesinden sorumludur. Bilim adamları, güçlü etkileşimi kullanarak atom çekirdeğindeki protonların elektromanyetik itici kuvvetlerin etkisi altında neden dağılmadıklarını açıkladılar. Güçlü etkileşim, protonların, nötronların ve diğer parçacıkların bir parçası olan kuarkları "yapıştıran" parçacıklar olan gluonlar tarafından iletilir.

Zayıf etkileşim de yalnızca mikrokozmosta işler. Foton dışındaki tüm temel parçacıklar bu etkileşime katılır. Temel parçacıkların bozunmasının çoğuna neden olur, dolayısıyla keşfi radyoaktivitenin keşfinden sonra geldi. Zayıf etkileşimin ilk teorisi 1934 yılında E. Fermi tarafından oluşturulmuş ve 1950'lerde geliştirilmiştir. M. Gell-Man, R. Feynman ve diğer bilim adamları. Zayıf etkileşimin taşıyıcıları, proton kütlesinden 100 kat daha büyük kütleye sahip parçacıklar - ara vektör bozonları olarak kabul edilir.

Temel etkileşimlerin özellikleri Tablo'da sunulmaktadır. 2.1.

Tablo 2.1

Temel etkileşimlerin özellikleri

Tablo, yerçekimsel etkileşimin diğer etkileşimlerden çok daha zayıf olduğunu göstermektedir. Etki alanı sınırsızdır. Mikro işlemlerde önemli bir rol oynamaz ve aynı zamanda büyük kütleli nesneler için temeldir. Elektromanyetik etkileşim, etki alanı da sınırsız olmasına rağmen, yerçekimi etkileşiminden daha güçlüdür. Güçlü ve zayıf etkileşimlerin çok sınırlı bir etki alanı vardır.

Modern doğa biliminin en önemli görevlerinden biri, temel etkileşimlerin birleşik bir teorisinin yaratılmasıdır. çeşitli türler etkileşimler. Böyle bir teorinin yaratılması aynı zamanda birleşik bir temel parçacık teorisinin inşası anlamına da gelecektir.

Fizikte etkileşim, cisimlerin veya parçacıkların birbirleri üzerindeki etkisidir ve hareketlerinde bir değişikliğe yol açar.

Yakınlık ve uzun menzilli eylem (veya uzaktan eylem). Fizikte uzun zamandır bedenlerin nasıl etkileşime girdiğine dair iki bakış açısı var. Bunlardan ilki, bir bedenin etkisini diğerine sonlu bir hızla iletmesini sağlayan bir aracının (örneğin eter) varlığını varsayıyordu. Bu kısa menzilli eylem teorisidir. İkincisi, bedenler arasındaki etkileşimin yoluyla gerçekleştirildiğini varsaydı. boş alan Etkileşimin aktarımında herhangi bir rol üstlenmeyen ve aktarım anında gerçekleşir. Bu uzun menzilli eylem teorisidir. Newton'un evrensel çekim yasasını keşfetmesinden sonra nihayet kazanmış görünüyordu. Örneğin, Dünya'nın hareketinin, Ay'a etki eden yerçekimi kuvvetinde derhal bir değişikliğe yol açması gerektiğine inanılıyordu. Uzun menzilli eylem kavramı, Newton'un yanı sıra daha sonra Coulomb ve Ampere tarafından da benimsendi.

Elektromanyetik alanın keşfi ve incelenmesinden sonra (bkz. Elektromanyetik alan), elektrik yüklü cisimlerin etkileşiminin anında değil, sonlu bir hızla gerçekleştiği kanıtlandığı için uzun menzilli etki teorisi reddedildi ( eşit hızışık: c = 3 108 m/s) ve yüklerden birinin hareketi, diğer yüklere etki eden kuvvetlerde anında değil, bir süre sonra bir değişikliğe yol açar. Kısa mesafeli etkileşime ilişkin yeni bir teori ortaya çıktı ve bu teori daha sonra diğer tüm etkileşim türlerine genişletildi. Kısa mesafeli etki teorisine göre etkileşim, cisimleri çevreleyen ve uzayda sürekli olarak dağıtılan karşılık gelen alanlar aracılığıyla gerçekleştirilir (yani alan, bir bedenin eylemini diğerine ileten aracıdır). Elektrik yüklerinin etkileşimi - elektromanyetik alan yoluyla, evrensel yerçekimi- yerçekimi alanı aracılığıyla.

Bugün fizik, doğada var olan dört tür temel etkileşimi (artan yoğunluk sırasına göre) biliyor: yerçekimi, zayıf, elektromanyetik ve güçlü etkileşimler.

Temel etkileşimler, diğer etkileşim türlerine indirgenemeyen etkileşimlerdir.

Temel etkileşimler yoğunluk ve etki aralığı açısından farklılık gösterir (bkz. Tablo 1.1). Etki yarıçapı, parçacıklar arasındaki maksimum mesafedir; bunun ötesinde etkileşimleri ihmal edilebilir.

Etki yarıçapına göre, temel etkileşimler uzun menzilli (yerçekimi ve elektromanyetik) ve kısa menzilli (zayıf ve güçlü) olarak ikiye ayrılır (bkz. Tablo 1.1).

Yerçekimi etkileşimi evrenseldir: yıldızlardan, gezegenlerden ve galaksilerden mikropartiküllere kadar doğadaki tüm cisimler buna katılır: atomlar, elektronlar, çekirdekler. Etki alanı sonsuzdur. Bununla birlikte, hem mikro dünyanın temel parçacıkları hem de bizi çevreleyen makro dünyanın nesneleri için, yerçekimi etkileşiminin kuvvetleri o kadar küçüktür ki ihmal edilebilirler (bkz. Tablo 1.1). Etkileşen cisimlerin kütlesinin artmasıyla fark edilir hale gelir ve dolayısıyla gök cisimlerinin davranışını, yıldızların oluşumunu ve evrimini belirler.

Zayıf etkileşim, foton dışındaki tüm temel parçacıkların doğasında vardır. Nükleer bozunma reaksiyonlarının çoğundan ve temel parçacıkların birçok dönüşümünden sorumludur.

Elektromanyetik etkileşim, atom ve moleküllerdeki elektronları ve çekirdekleri birbirine bağlayarak, atomları ve molekülleri birleştirerek maddenin yapısını belirler. çeşitli maddeler. Kimyasalları belirler ve biyolojik süreçler. Elektromanyetik etkileşim elastikiyet, sürtünme, viskozite, manyetizma gibi olayların nedenidir ve bunlara karşılık gelen kuvvetlerin doğasını oluşturur. Makroskobik elektriksel olarak nötr cisimlerin hareketi üzerine önemli etki sağlamaz.

Nükleonları çekirdekte tutan hadronlar arasında güçlü bir etkileşim meydana gelir.

1967'de Sheldon Glashow, Abdus Salam ve Steven Weinberg, elektromanyetik ve zayıf kuvvetleri, 10-17 m menzilli tek bir elektrozayıf kuvvette birleştiren ve içinde zayıf ve elektromanyetik etkileşimler arasındaki ayrımın ortadan kalktığı bir teori yarattılar.

Şu anda, yalnızca iki tür etkileşimin olduğu büyük birleşme teorisi öne sürülmüştür: güçlü, zayıf ve elektromanyetik etkileşimleri içeren birleşik ve yerçekimi etkileşimi.

Ayrıca dört etkileşimin tamamının tek bir etkileşimin tezahürünün özel durumları olduğu varsayımı da vardır.

Mekanikte, cisimlerin birbirleri üzerindeki karşılıklı etkisi kuvvetle karakterize edilir (bkz. Kuvvet). Daha genel karakteristik etkileşim potansiyel enerji(bkz. Potansiyel enerji).

Mekanikteki kuvvetler yerçekimi, elastik ve sürtünme kuvvetlerine ayrılır. Yukarıda bahsedildiği gibi mekanik kuvvetlerin doğası yerçekimi ve elektromanyetik etkileşimler tarafından belirlenir. Yalnızca bu etkileşimler Newton mekaniği anlamında kuvvet olarak kabul edilebilir. Güçlü (nükleer) ve zayıf etkileşimler o kadar küçük mesafelerde kendini gösterir ki, Newton'un mekanik yasaları ve onlarla birlikte mekanik kuvvet kavramı da anlamsız hale gelir. Dolayısıyla bu durumlarda “kuvvet” tabirinin “etkileşim” olarak algılanması gerekir.